6. Контрольные вопросы:
Назначение сумматоров.
Как можно получить сумматор с любой разрядностью?
Назначение выводов Р и S..
Чем отличается полусумматор от сумматора?
Лабораторная работа 5 Изучение принципа работы триггеров
Цель работы – исследовать в лабораторных условиях работу триггеров. Изучить классификацию и параметры триггеров, принципы построения асинхронных и синхронных RS -триггеров на логических элементах, функциональное назначение различных типов триггеров.
Основные теоретические сведения
Триггеры – это простейшие представители цифровых устройств последовательностного типа т.е. устройств или автоматов, обладающих памятью. Последовательностные устройства характеризуются определенным числом внутренних состояний. В каждый конкретный момент времени оно может находиться только в одном из возможных состояний. Переход устройства из одного состояния в другое осуществляется под действием внешних управляющих сигналов. Однако значение выходного сигнала нельзя определить только по состоянию входных сигналов, поскольку оно зависит не только от входной информации, но и от предыдущего состояния устройства.
Триггером называется устройство способное находиться в одном из двух устойчивых состояний и скачкообразно переходить из одного в другое под действием внешних управляющих сигналов. Данные состояния триггера определяются как состояние 0 и состояние 1. Триггер может находиться в любом из состояний неограниченный промежуток времени, до поступления внешнего воздействия или отключения питания.
Простейший триггер представляет собой одноразрядную ячейку памяти. В общем случае он снабжается определенной входной комбинационной схемой. Триггер снабжается двумя выходами: прямым Q и инверсным. Состояние сигналов на данных выходах может быть только противофазным. Говоря о состоянии триггера подразумевают значение выходного сигнала на выходе Q. При наличии уровня лог. 1 на прямом выходе Q говорят, что: «триггер находится в состоянии 1», либо: «триггер установлен», либо «триггер взведен». При наличии же на данном выходе лог. 0 оперируют понятиями: «триггер находится в состоянии 0», либо: «триггер сброшен».
Существующие типы триггеров могут быть классифицированы по различным признакам. Наиболее часто триггеры классифицируют по типу используемых информационных входов. Различают следующие типы основных информационных входов триггера:
R – раздельный вход сброса триггера (Q = 0);
S – раздельный вход установки триггера (Q = 1);
К – вход сброса универсального триггера (Q = 0);
J – вход установки универсального триггера (Q = 1);
Т – счетный вход триггера;
D – информационный вход переключения триггера в состояние, соответствующее логическому уровню на этом входе;
С – управляющий или синхронизирующий вход.
Кроме этих основных входов некоторые триггеры могут снабжаться входом V. Вход V блокирует работу триггера и он сколь угодно долго может сохранять ранее записанную в него информацию.
С точки зрения типа используемых входов различают RS-, D-, T-, JK-, VD-, VT- триггеры.
D-триггер состоит из ячейки памяти ЯП и логического устройства ЛУ на двух ячейках И-НЕ. D-триггер имеет один информационный вход (D-вход) и вход для синхронизирующего импульса. С = 1 – запись; С = 0 – хранение. Он может быть получен из синхронного RS-триггера (рис. 5.2).
Временные диаграммы работы D-триггера представлены на рис. 5.3. Приход тактового импульса при наличии 1 на входе D переключает триггер в состояние 1.
Приход тактового импульса при нуле на входе D переключает триггер в состояние 0.
В связи с такой особенностью, его называют триггером задержки, т.е. он переписывает состояние на входе D на выход с задержкой до прихода тактового импульса.
Рисунок 5.1. Схематическое обозначение D-триггера
Рисунок 5.2. Реализация D-триггера на основе синхронногоRS-триггера
Рисунок 5.3 Временные диаграммы работы D-триггера